Hydrogen Plant Unit PT Pertamina (Persero) UP VI Balongan

Hydrogen Plant (Unit 22) merupakan unit yang dirancang untuk memproduksi hidrogen dengan kemurnian 99% sebesar 76 MMSFSD dengan feed dan kapasitas sesuai desain. Pabrik ini dirancang dengan feed dari Refinery Off Gas dan natural gas.

Fungsi utama dari unit ini adalah untuk mengurangi atau menghilangkan impurities yang terbawa bersama minyak bumi atau fraksi-fraksinya dengan proses hidrogenasi, yaitu mereaksikan impurities tersebut dengan hidrogen yang dihasilkan dari hydrogen plant.

Kandungan impurities yang dimiliki minyak mentah relatif cukup tinggi, antara lain: nitrogen, senyawa sulfur organik, dan senyawa-senyawa metal. Produk gas hidrogen dari Hydrogen Plant digunakan untuk memenuhi kebutuhan di unit AHU, LCO Hydrotreater unit, dan Gas Oil Hydrotreter Unit. Proses dasar Hydrogen Plant mencakup:

1. Hidrogenasi dan Desulfurisasi

Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kadar sulfur yang ada dalam feed gas, sehingga sulfur yang masuk reformer memiliki kadar sesuai yang diizinkan. Hal ini dilakukan karena sulfur merupakan racun bagi katalis di Reformer.

2. Stream Reforming

Proses ini bertujuan memproses atau mengubah gas hidrokarbon yang direaksikan dengan steam menjadi gas hidrogen, CO, dan CO2.  Produksi bergantung pada kecepatan feed ke reformer dan derajat konversi yang dicapai.

3. Pemurnian Hidrogen

Pemurnian hidrogen dilaksanakan dalam dua tahap, yaitu:

a. High Temperatur Shift Converter (HTSC), bertujuan untuk merubah CO menjadi CO2 melalui reaksi berikut:

CO  +  H2O  ->  CO2 + H2

b. Pressure Swing Adsorption (PSA)

Setelah melalui reaksi di atas, feed didinginkan. Sedangkan kondensat dalam feed gas dipisahkan di Raw Gas KO Drum sebelum masuk ke PSA unit.

PSA plant didesain untuk memurnikan gas hidrogen secara kontinyu. Aliran yang keluar PSA unit terdiri dari hidrogen murni pada tekanan tinggi dan tail gas yang mengandung impurities pada tekanan rendah.

Langkah Proses:

Pada dasarnya proses terjadi melalui tiga tahapan, yaitu tahap pemurnian umpan di reaktor (22-R-101), tahap pembentukan H­2 di reformer dan tahap pemurnian H2 di pressure swing unit. Hidrogenasi diperlukan untuk mengkonversi sebagian senyawa merkaptan (RSH) dan COS menjadi H2S. Reaksi pada reaktor (22-R-101) yaitu:

COS  +  H2­­­   ->  H2S  +  CO

RHS  +  H2   ->  RH  +  H2S

Selanjutnya H2S diserap di sulfur adsorber (22-R-102 A/B). Reaksi desulfurisasi yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2S  +  ZnO  ->  ZnS  +  H2

Umpan hidrokarbon yang telah bebas sulfur (kandungan sulfur maksimum 0,2 ppm) dicampur dengan HP steam melewati flow ratio control dengan rasio steam/karbon tertentu.

Reformer 22-F-101

Gas panas campuran di atas memasuki tube katalis di reformer, sehingga terjadi reaksi reforming yang bersifat endotermis. Produk ini keluar reformer pada suhu 850oC dan mengalir melalui Reformer Waste Heat Boiler (22-WHB-101), di sini gas sintetis (syngas) didinginkan sampai 375oC.

Di dalam reformer, hidrokarbon yang ada di dalam umpan bereaksi dengan steam menghasilkan hidrogen, karbon dioksida, dan karbon monoksida.

Minimisasi sisa metana yang tidak bereaksi dilakukan dengan suhu reaksi yang tinggi. Pembakaran bahan bakar di dalam reformer harus dalam temperatur yang tinggi guna menyediakan panas yang dibutuhkan untuk reaksi reforming yang bersifat endotermis. Reaksi yang terjadi pada Reformer 22-F-101 adalah sebagai berikut:

CH4  +  H2O ->  CO  +  3H2

CO   +  H2O ->  CO2 +  H2

High Temperature Shift Converter dan Waste Heat Recovery

Reaksi yang terjadi antara gas karbon monoksida dengan steam menghasilkan gas karbon hidroksida dan hidrogen. Reaksinya ditunjukkan seperti di bawah ini:

CO  +  H2O  ->  CO2  +  H2

Pressure Swing Adsorber Unit (PSA)

Adsorber beroperasi secara bergantian antara adsorpsi dan regenerasi. Feed gas mengalir melalui adsorber dari bawah ke atas. Impurities (air, hidrokarbon berat/ringan, CO2, CO dan N2) akan diadsorpsi secara selektif. H2 dengan kemurnian tinggi akan mengalir ke line produk.

Proses regenerasi meliputi empat tahap yaitu: penurunan tekanan, penurunan tekanan lanjutan dengan membuat tekanan ke arah berlawanan dengan arah feed, purge2 murni (melepas impurities), menaikkan tekanan menuju tekanan adsorpsi.

Selanjutnya produk H2 dari adsorber akan disaring ke produk filter 22-S-102 dan padatan-padatan akan tertahan disini, kemudian gas H2 didinginkan sampai temperatur 40oC oleh produk cooler (22-E-106) sebelum disalurkan ke unit lain.

About Muhammad Yusuf Firdaus

Board Certified Professional Chemical Engineer | Scientist | Hazardous Waste Specialist

Posted on January 22, 2012, in Chemical Engineering and tagged , , , . Bookmark the permalink. 3 Comments.

  1. Terima kasih atas pencerahannya Pak.
    Mohon penjelsan tambahan mengenai process dalam reformer, apakah produksi H2 menggunakan Methane akan lebih baik dibandingkan dengan Ethane, Propane, dst? Lebih baik disini adalah dari sisi efisiensi ataupun efektivitas penggunaan bahan bakar.

    • Sama-sama, Pak Wildan. Secara profesional saya sendiri belum pernah berkecimpung di dunia migas. Tulisan ini adalah materi yang saya pelajari sewaktu menjalani program internship student di Hydrogen Plant Kilang Pertamina Balongan ketika kuliah dulu, sekitar 7 tahun lalu. Sepanjang pengetahuan saya syngas yang dibuat dari selain metana memiliki nilai kalor yang rendah. Itu sebabnya syngas selalu menggunakan metana sebagai salah satu bahan bakunya. Jika ada gas selain metana akan melalui proses metanasi untuk dijadikan metana terlebih dulu. Kurang lebih ini yang bisa saya jawab, semoga membantu.

  2. Terima kasih atas Feedbacknya Pak Yusuf.
    Salam.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: